Bài giảng môn học Điện tử ứng dụng

Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 1 Bài 1: CHỈNH LƯU - NGHỊCH LƯU - BIẾN TẦN 1.1. CHỈNH LƯU: 1.1.1. Khái niệm chung: Chỉnh lưu là biến đổi năng lượng xoay chiều thành năng lượng một chiều. Hiện nay trong kĩ thuật chỉnh lưu hầu như người ta chỉ dùng các phần tử bán dẫn công suất (diode, thyristor). Điều đó là do các bộ chỉnh lưu bán dẫn có hiệu suất rất cao, làm việc tin cậy, gia thành rẻ, chi phí bảo dưỡng không đáng kể, kích thước và trọng lượng bé. Để chỉnh lưu công suất nhỏ người ta thường dùng các bộ chỉnh lưu 1 pha 2 nữa chu kì, còn để chỉnh lưu công suất công suất lớn, người ta thường dùng các bộ chỉnh lưu 3 pha. Ưu điểm của các bộ chỉnh lưu 3 pha là cho công suất ra tải lớn và điện áp, dòng điện ra tải ít dao động. 1.1.2. CHỈNH LƯU MỘT PHA 1.1.2.1. CHỈNH LƯU BÁN KÌ CÔNG SUẤT: ( hay chỉnh lưu 1 pha, nửa chu kì) a) Sơ Đồ Mạch: Trên sơ đồ điện áp xoay chiều phía thứ cấp máy biến áp, ở đầu vào chỉnh lưu có dạng sin xoay chiều . b) Hoạt Động: Ở bán kì (+) của dòng điện xoay chiều qua biến áp đến diode. Do diode mắc theo chiều thuận nên ở bán kì (+) diode sẽ không nối tải Rt vào nguồn làm cho Vt= U Ở bán kì (-) của dòng điện xoay chiều qua biến áp đến diode. Do diode mắc theo chiều thuận nên ở bán kì (-) diode sẽ không thông (không dẫn)→không nối tải Rt vào nguồn→Vt=0 D1 RtUVIN = VAC Vt Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 2 c. Các thông số của mạch: +Điện áp một chiều trung bình ở ngõ ra: ACt VV . 2 p = +Dòng tải trung bình : AC t V R It .2 p = +Diode chịu điện áp ngược max: ACng VV .2max = d. Ứng Dụng: Đây là sơ đồ đơn giản rất ít ứng dụng trên thực tế . 1.1.2.2. CHỈNH LƯU TOÀN KÌ CÔNG SUẤT: ( chỉnh lưu cầu 1 pha) i. Chỉnh Lưu Toàn Kì Công Suất Không Điều Khiển: a/ Sơ đồ mạch: _Chỉnh lưu cầu 1 pha có cấu tạo từ 4 dioe :D1 và D2 có kathode chung,D3 và D4 có anode chung _Các diode dẫn dòng theo từng cặp D1 và D3, D2 và D4 VIN Vt t t Rt VIN = VAC Vt D1 D2 D3 D4 Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 3 _Nguồn cấp cho mạch là nguồn điện xoay chiều VIN = VAC b/ Hoạt động: • Ơ bán kì (+) → VIN > 0, D1, D3 dẫn, D2, D4 không dẫn, dòng điện đi từ nguồn qua D1, Rt,D3 →trở về nguồn→ta có Vt= VIN • Ơ bán kì (-)→VIN < 0, D1, D3 ngưng dẫn, D2, D4 dẫn, dòng điện từ nguồn qua D2→ Rt→ D4→ nguồn, ta có: Ut= - VIN c/ Các thông số của mạch: Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: int Vu . 2 p = Điện áp ngược cực đại trên mỗi diode Ungmax= Vin Giá trị trung bình của dòng điện tải: in t t VRR uI .2 p == VIN Vt t t Vt = VIN Vt = -VIN Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 4 ii. Chỉnh Lưu Toàn Kì Công Suất Có Điều Khiển: a/ Sơ đồ mạch: Đối với các mạch nắn điện điều khiển dùng SCR thì thường SCR được đặt sau tải để kathode nối đến mạch có U = 0V thì mạch điều khiển tạo dòng điện kích sẽ có thiết kế tính toán đơn giản hơn Khi dùng SCR thì ngoài điều khiển để có VAK > 0V để phân cực thuận SCR thì cần phải có thêm điều kiện IG > 0. như vậy khi nguồn VAC có bán kì (+) nhưng nếu không kích 1 xung (+) vào cực G thì SCR không dẫn điện lúc đó điện áp ra trên tải vẫn là 0V. b/ Hoạt động: • ở bán kì(+) và nếu T1 được kích xung (+) ở cực G thì T1 dẫn điện , dòng điện đi từ A qua T1→ Rt→ D2→ B • ở bán kì (-) nếu T2 được kích xung (+) ở cực G thì T2 dẫn, dòng điện đi từ B → T2→ Rt→ D1→A Trong mạch này sau khi SCR được kích, SCR sẽ duy trì trạng thái dẫn cho hết bán kì (+), (-) thì SCR sẽ tắt.. Ơ những bán kì (+)(-) tiếp theo phải có xung kích tiếp cấp cho cực G thì SCR mới dẫn điện. Rt VIN = VAC A D1 D2 T2 T1 B Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 5 iii) Ưng Dụng: Sơ đồ cầu một pha phù hợp với các ứng dụng yêu cầu điện áp chỉnh lưu cao và dòng nhỏ VIN Vt t t t Vt Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 6 1.1.3.CHỈNH LƯU 3 PHA 1.1.3.1. CHỈNH LƯU HÌNH TIA 3 PHA DÙNG DIODE: i) Sơ Đồ Mạch: Chỉnh lưu hình tia 3 pha cấu tạo từ máy biến áp 3 pha và 3 diode D1, D2, D3. Ba diode có thể đấu kathode chung hoặc đấu anode chung. Phụ tải Rt được đấu giữa điểm Kathode chung ( hoặc anode chung) với điểm trung tính N của thứ cấp máy biến áp. Hệ thống điện áp cung cấp vào là hệ thống điện áp 3 pha với cùng biên độ và lệch pha nhau một góc 120 độ. Giá trị tức thời của điện áp đầu vào là: qSinUu mA .1= ) 3 4(. ) 3 2(. 1 1 p q p q += += SinUu SinUu m C m B Trong đo: q = wt – góc pha w = 2ðf – tần số góc pha f : tần số điện áp nguồn U1m : giá trị biên độ ii) Hoạt Động_ Các Thông Số Của Mạch: a/ Hoạt động: Trong mạch chỉnh lưu này khi pha nào có bán kì (+) thì diode đó dẫn điện cho dòng qua tải. Điện áp ra trên tải là bán kì (+) của 3 pha lần lượt theo thứ tự pha của nguồn DA DB DC Rt ut A B C u1 u2 u3 N Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 7 Trên đồ thị các điểm q1, q2, q3, q4, q5, tại đó các đường điện áp pha cắt nhau, gọi là đường chuyển mạch tự nhiên. Tại các điểm chuyển mạch tự nhiên một diode mới sẽ vào dẫn dòng, diode dẫn dòng trước đó sẽ khóa lại. Do đó trong khoảng q1 £ wt ≤q2 : u1 lớn nhất (dương nhất), chỉ có DA dẫn, dòng điện sẽ qua phụ tải Rt đến điểm N. Điện áp đưa ra tải ut = u1, điện áp trên DA: UDA=0V Trong khoảng q2 £ wt ≤q3: u2 lớn nhất (dương nhất), chỉ có DB dẫn, dòng điện sẽ qua phụ tải Rt đến điểm N. Điện áp đưa ra tải ut = u2 Trong khoảng q3 £ wt ≤q4: u3 lớn nhất (dương nhất), chỉ có DC dẫn, dòng điện sẽ qua phụ tải Rt đến điểm N. Điện áp đưa ra tải ut = u3 Vậy điện áp chỉnh lưu thu được là đường bao phía trên các đường điện áp pha, đập mạch ba lần trong một chu kỳ. Tương tự tại các pha còn lại Dạng sóng điện áp tại ngõ ra sau khi được chỉnh lưu. b/ Các thông số của mạch: • Điện áp một chiều trung bình ra trên tải: ACAC VVUt 17,1.22 33 = P = →Ut = 1,17 VAC (VAC là điện áp pha) VIN Vt t t 2 VAC - 2 VAC 2 VAC q1 q2 q3 q4 q5 u1 u2 u3 Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 8 • Giá trị trung bình của dòng điện tải AC t V RR UIt === 17,1 iii)Ứng Dụng: Chỉnh lưu hình tia 3 pha thích hợp cho các chỉnh lưu yêu cầu công suất nhỏ. 1.1.3.2. CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA: i) Chỉnh Lưu Cầu 3 Pha Dùng Diode: a/ Sơ đồ mạch: Chỉnh lưu cầu 3 pha cấu tạo từ máy biến áp 3 pha và 6 diode D1→D6 và được mắc theo 2 nhóm: D1, D2, D3 mắc kathode chung; D4, D5, D6 mắc anode chung. b/ Hoạt động – Các thông số của mạch: • Hoạt động: Trên sơ đồ ta đánh dấu các điểm chuyển mạch tự nhiên, đó là các điểm mà các đường điện áp pha uA, uB, uC cắt nhau:1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,từ đó có thể thấy ut t uA uB uC Rt D1 D2 D3 D4 D5 D6 A B C Ut VAC Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 9 trong khoảng 1→3, pha A có điện áp (+) nhất nên D1 sẽ dẫn. D2 dẫn trong khoảng 3→5, D3 dẫn trong khoảng 5→7 Trong nhóm anode chung, trong khoảng 2→4 pha c có điện áp (-) nhất nên D6 sẽ dẫn. D4 dẫn trong khoảng 4→6. D5 dẫn trong khoảng 6→8 Vậy khi: 1≤<2 : D1, D5 dẫn → ut =uAB 2≤<3 : D1, D6 dẫn → ut =uAC 3≤<4 : D2, D6 dẫn → ut =uBC 4≤<5 : D2, D4 dẫn → ut =uBA 5≤<6 : D3, D4 dẫn → ut =uCA 6≤<7 : D3, D5 dẫn → ut =uCB • Các thông số của mạch: • Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: ACACt VUu 34.2.22 33 = P = VAC: điện áp pha • Dòng trung bình qua diode: 3 t D II = • Điện áp ngượ lớn nhất trên diode: ACng VU .6max = ii. Chỉnh Lưu Cầu 3 Pha Có Điều Khiển: Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 10 Mạch nắn điện điều khiển 3 pha cấu tạo từ máy biến áp 3 pha và 6 thyristor chia ra 2 nhóm: + Nhóm nối kathode chung là T1, T2 ,T3 + Nhóm nối anode chung là T4, T5, T6 Để điều khiển mở các SCR này người ta thường dùng 1 máy phát xung dòng điện điều khiển iG. Các xung dòng iG phải phát ra theo thứ tự iG1, iG6, iG2, iG4, iG3, iG5 cách nhau 1 khoảng = ð / 3 Mỗi SCR trong nhóm kathode chung sẽ mở khi điện áp pha của cuộn dây thứ cấp nối với nó là lớn nhất và nó có tín hiệu điều khiển iG . Còn mỗi SCR trong nhóm anode chung sẽ mở khi điện áp pha của cuộn dây thứ cấp nối với nó là âm nhất và nó có tín hiệu điều khiển iG . Khi 1 trong 3 SCR của nhóm mở thì 2 SCR còn lại của nhóm đó khoá lại iii. Chỉnh Lưu Cầu 3 Pha Không Đối Xứng: Rt T1 T2 T3 T4 T5 T6 A B C A B C Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 11 Trong mạch này, người ta vẫn dùng máy biến áp 3 pha, 3 thyristor T1, T2, T3 nhưng thay 3 thyristor T4, T5, T6 bằng 3 diode D1, D2, D3. sự thay thế như vậy làm giảm giá thành của mạch và mạch vẫn điều khiển được điện áp chỉnh lưu. iv) Chỉnh Lưu 6 Pha Có Cuộn Kháng Cân Bằng: Sơ đồ chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân bằng (LCB) bao gồm máy biến áp động lực, cuộn kháng cân bằng, 6 diode chia làm 2 nhóm D1→D3, D4→D6. mỗi nhóm sẽ làm việc độc lập như 1 sơ đồ tia 3 pha Cuộn kháng cân bằng LCB có cấu tạo như 1 máy biến áp tự ngẫu. Với mạch từ hình chữ O và 2 nửa cuộn dây như thể thiện trên hình vẽ, dòng điện đi Rt T1 T2 T3 D1 D2 D3 A B C D1 D2 D3 D4 D5 D6 A Zt B C M N Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 12 vào từ điểm M sẽ được chia đôi và cuộn kháng sẽ ở trong chế độ cân bằng sức từ động như một máy biến áp. v) Ưng Dụng: Các dạng chỉnh lưu cầu ba pha có thể dùng với máy biến áp hoặc không, hoặc có thể áp dụng nếu mạch làm việc với điện áp thấp ví dụ như một nguồn hàn hồ quang một chiều. 1.2.A. MẠCH NGHỊCH LƯU: 1.2.1.NGHỊCH LƯU PHỤ THUỘC 1.2.1.1. TỔNG QUAN: i) Hiện Tượng Chuyển Mạch: Trong các chương trước ta luôn giả thiết các phần tử trong sơ đồ là lý tưởng: máy biến áp chỉ đơn thuần là bộ biến đổi mức điện áp, nghĩa là điện áp phía thứ cấp liên hệ với điện áp phía sơ cấp qua tỉ số máy biến áp; nguồn cấp điện xoay chiều thuần tuý là nguồn điện áp với trở kháng trong bằng không, các khoá lý tưởng với thời gian đóng mở bằng không Trong thực tế đường dây cung cấp nguồn xoay chiều có điện cảm, điện trở, bản thân máy biến áp cũng có điện trở cuộn dây và trở kháng tản cuộn dây. Đối với công suất lớn thông thường điện trở thuần là nhỏ, không đáng kể đối với trở kháng tản. Trở kháng tản của cuộn dây máy biến áp và các thành phần điện cảm trên đường dây tạo nên điện cảm trên đường cấp điện ở đầu vào của chỉnh lưu. Chính thành phần điện cảm này làm kéo dài quá trình chuyển mạch giữa các khóa bán dẫn, làm cho một khóa khi khóa lại thì phải có một thời gian để dòng qua khóa giảm dần về không, còn một khóa mới mở ra thì cũng phải mất một thời gian như vậy để dòng tăng từ không đến giá trị dòng tải. Quá trình này gọi là quá trình chuyển mạch, thời gian diễn ra gọi là thời gian chuyển mạch. ii) Chuyển Mạch Trong Sơ Đồ Hình Tia 1 Pha: Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 13 Giả sử T1 đang dẫn dòng với IT1=It, cực tính điện áp nguồn đang như trên hình vẽ . Như vậy nếu có tín hiệu điều khiển đến T2 thì T2 sẽ mở ra vì điện áp anode-kathode của nó đang (+). Tuy nhiên do có điện cảm La trong mạch nên dòng qua T2 không thể lập tức bằng It. Cũng với lý do như vậy, dòng qua T1 không thể lập tức giảm từ It về 0 ngay. Trong quá trình dòng qua T2 lớn dần lên đến It và dòng qua T1 giảm dần về 0 cả T1, T2 đều dẫn. Khi đó nguồn điện áp U1, U2 bị nối ngắn mạch tạo nên dòng cân bằng ia giữa U1, T1, U2, T2. Dòng cân bằng hay còn gọi là dòng chuyển mạch, tăng cường dòng qua T2 và làm giảm dòng qua T1. Quá trình chuyển mạch diễn ra rất ngắn so với chu kì đóng cắt của các van SCR nên có thể giả thiết rằng trong thời gian chuyển mạch dòng tải It vẫn không đổi. iii) Chuyển Mạch Trong Sơ Đồ Cầu 1 Pha : T1 La T4 T3 T2ia1 ia2 Zt La T1 La T2 U1 U2 ia ia It Zt Mạch vòng chuyển mạch trong sơ đồ tia 1 Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 14 Sơ đồ tương đương của quá trình chuyển mạch trong sơ đồ cầu 1 pha Trên sơ đồ tương đương giả sử T1, T2 đang dẫn, có tín hiệu điều khiển đưa đến T3,T4; sẽ xảy ra hiện tượng chuyển mạch giưã T1, T3 và giữa T2, T4. dòng chuyển mạch bao gồm ia1, ia2 So với chỉnh lưu tia 1 pha thì chỉnh lưu cầu sụt áp do quá trình chuyển mạch lớn gấp đôi. Đó là vì trong thời gian chuyển mạch có 2 nhóm SCR cùng chuyển mạch một lúc. iv) Chuyển Mạch Trong Sơ Đồ Hình Tia 3 Pha: Ua Ub Uc L L L T1 T2 T3 ZtUt Sơ đồ tương đương của chỉnh lưu tia 3 pha Ơ sơ đồ tương đương của chỉnh lưu tia 3 pha , trong đó nguồn điệp áp xoay chiều đầu vào được thay thế bởi nguồn suất điện động 3 pha ua, ub, uc, nối tiếp với điện cảm tản L Xét sự chuyển mạch giữa T2, T1. Giả sử T1 đang dẫn. Điện áp ub bắt đầu(+) nhất nên nếu có tín hiệu điều khiển đưa đến T2 thì T2 sẽ mở ra được và bắt đầu quá trình chuyển mạch giữa T2 với T1 v) Chuyển Mạch Trong Sơ Đồ Cầu 3 Pha: Sơ đồ tương đương của 1 chỉnh lưu cầu 3 pha Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 15 Chuyển mạch trong sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha sẽ diễn ra giống như ở sơ đồ tia 3 pha đối với 2 nhóm SCR kathode chung và anode chung. Điểm khác nhau sẽ là trong một chu kì điện áp nguồn sẽ có 6 lần chuyển mạch xảy ra chứ không phải là 3 lần như ở chỉnh lưu tia 3 pha. 1.2.1.2. NGHỊCH LƯU PHỤ THUỘC: Nghịch lưu phụ thuộc là 1 chế độ làm việc của các sơ đồ chỉnh lưu, trong đó năng lượng từ phía một chiều được đưa trả về lưới điện xoay chiều. Đây là chế độ làm việc rất phổ biến của các bộ chỉnh lưu, đặc biệt với các ứng dụng trong các hệ thống truyền động một chiều. Khi một máy điện một chiều được điều khiển bởi một bộ chỉnh lưu, máy điện có thể là động cơ tiêu thụ năng lượng từ lưới điện và cũng có thể đóng vai trò là nguồn phát năng lượng. Các yêu cầu để có thể thực hiện được chế độ nghịch lưu phụ thuộc, trong đó năng lượng từ phía một chiều được đưa trả về phía xoay chiều. Trong mạch một chiều phải có suất điện động một chiều Eđ có cực tính tăng cường dòng It, nghĩa là dòng một chiều của bộ biến đổi phải đi vào ở cực âm và đi ra ở cực dương của Eđ Góc diều khiển > 90. Như vậy đầu ra của bộ chỉnh lưu không thể là nguồn cấp năng lượng vì dòng một chiều It sẽ đi ra ở cực (-) va đi vào ở cực (+) của Ut. Đảm bảo góc khóa ≥ wtr trong đó tr là thời gian phục hồi tính chất khoá của SCR. i) Nghịch Lưu Phụ Thuộc Trong Sơ Đồ Hình Tia 1 Pha: Ua Ub Uc L L L T1 T3 T5 T4 T6 T2 Zt It Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 16 La T1 La T2 It u1 u2 E Lt Zt U ii) Nghịch Lưu Phụ Thuộc Trong Sơ Đồ Cầu 1 Pha: Chế độ nghịch lưu thuộc trong sơ đồ cầu 1 pha xảy ra tương tự như sơ đồ tia 1 pha, chỉ khác là sụt áp do quá trình chuyển mạch sẽ lớn gấp đôi. iii) Nghịch Phù Thuộc Trong Sơ Đồ Hình Tia 3 Pha: Với sơ đồ tia 3 pha các yêu cầu đề có thể thực hiện được chế độ nghịch lưu thuộc cũng giống như ở các sơ đồ 1 pha. iv) Nghịch Lưu Thụôc Trong Sơ Đồ Cầu 3 Pha: Ua Ub Uc L L L T1 T3 T5 T4 T6 T2 L Ed Zt It ut t ð 2ð ĩ u1 u2 Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 17 1.2.1.3. CÁC BỘ BIẾN ĐỔI ĐẢO CHIỀU: Một số phụ tải một chiều yêu cầu điện áp một chiều cung cấp có thể đảo chiều được cực tính. Vd: đảo cực tính điện áp đặt vào phần ứng động cơ tương ứng với yêu cầu đảo chiều quay động cơ, hệ thống mạ đảo dòng Về nguyên tắc các hệ thống yêu cầu đảo cực tính điện áp nguồn sẽ gồm 2 bộ chỉnh lưu (CL1,CL2) thuận và ngược cùng được cung cấp bởi một nguồn xoay chiều. Phương pháp điều khiển bộ biến đổi có đảo chiều gồm phương pháp điều khiển chung và điều khiển riêng. i) Điều Khiển Chung: Trong cấu trúc điều khiển chung CL1 và CL2 làm việc song song ở mọi thời điểm. Do có sự chênh lệch về giá trị tức thời trên đầu ra của mỗi bộ chỉnh lưu nên cần có cuộn kháng cân bằng L để hạn chế dòng điện quẩn giữa 2 bộ biến đổi . Về nguyên tắc dòng điện “quẩn” có giá trị nhỏ, giá trị trung bình của điện áp đầu ra của 2 bộ biến đổi phải bằng nhau. Điều này dẫn đến khi 1 bộ đang làm vịêc ở chế độ chỉnh lưu thì bộ kia phải làm việc “chờ” trong chế độ nghịch lưu phù thuộc. Cấu trúc điều khiển chung có ưu điểm là độ tác động nhanh rất tốt, không hề có độ trễ khi đảo cực tính điện áp ra tải. Tuy nhiên nhược điểm của cấu trúc này là yêu cầu có cuộn kháng cân bằng L làm tăng công suất lắp đặt của hệ thống. Làm chậm quá trình điện từ diễn ra trên mạch tải dẫn đến làm giảm độ tác động nhanh của hệ thống trong một số trường hợp. ii) Điều Khiển Riêng: L L CL1 CL2 Zt Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 18 Trong thực tế các bộ biến đổi có đảo chiều đều được thực hiện theo cấu trúc điều khiển riêng biệt. Ơ mỗi thời điểm chỉ có một bộ biến đổi làm việc, nhờ đó sẽ không cần đến cuộn kháng cân bằng. Như vậy công suất lắp đặt được giảm đến mức tối thiểu gọn nhẹ, hiệu suất cao. Vấn đề chính trong thực hiện cấu trúc điều khiển riêng ;là điều khiển quá trình đảo chiều sao cho thời gian trễ là ngắn nhất mà vẫn đảm bảo an toàn cho thiết bị, không để xảy ra ngắn mạch. Vì vậy trong cấu trúc điều khiển riêng thì mạch điện thực hiện logic đảo chiều có vai trò quan trọng 1.2.2.NGHỊCH LƯU ĐỘC LẬP 1.2.2.1. TỔNG QUAN: Nghịch lưu độc lập là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều có tần số mong muốn, cấp cho phụ tải xoay chiều làm việc độc lập ( nghĩa là phụ tải không có liên hệ trực tiếp với lưới điện) . Như vậy các bộ nghịch lưu có chức năng ngược với bộ chỉnh lưu. i) Các Dạng Nghịch Lưu Độc Lập: Tuỳ theo chế độ làm việc của nguồn một chiều cung cấp mà nghịch lưu độc lập được phân loại là nghịch độc lập nguồn áp( nghịch lưu dòng điện). Phụ tải của nghịch lưu độc lập có thể là một tải xoay chiều bất kì. Tuy nhiên có một dạng phụ tải đặc biệt cấu tạo từ 1 mạch vòng dao động, trong đó điện áp hoặc dòng điện có dạng dao động hình sin yêu cầu một loại nghịch lưu riêng, gọi là nghịch lưu cộng hưởng. Nghịch lưu cộng hưởng có thể là loại nguồn áp và cũng có thể là loại nguồn dòng. Có 3 kiểu sơ đồ nghịch lưu thường gặp: + Sơ đồ 2 SCR song song + Sơ đồ 2 SCR nối tiếp CL1 CL2 Zt Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 19 + Sơ đồ cầu 4 SCR ii) Nguồn Ap_Nguồn Dòng: a/ Nguồn áp: Nếu nguồn điện 1 chiều cung cấp cho nghịch lưu là nguồn áp ta có nghịch lưu điện áp. Nguồn áp lý tưởng là 1 nguồn điện với nội trở bằng 0. Như vậy dạng điện áp ra là không đổi, không thuộc vào giá trị cũng như tính chất của phụ tải. Dòng điện ra sẽ thuộc phụ tải. Nguồn áp sẽ làm việc được ở chế độ ngắn mạch vì khi đó về nguyên tắc dòng điện có thể lớn đến vô cùng. Trong thưc tế nguồn điện áp được tạo ra bằng cách mắc ở đầu ra một nguồn một chiều của một tụ điện có giá trị đủ lớn. b/ Nguồn dòng: Nếu nguồn điện một chiều cung cấp cho nghịch lưu là một nguồn dòng thì ta có nghịch lưu dòng điện. Nguồn dòng lý tưởng là một nguồn điện với nội trở vô cùng lớn. Như vậy dòng điện ra là không đổi, không thuộc vào giá trị cũng như tính chất của phụ tải. Nguồn dòng sẽ làm việc được ở chế độ ngắn mạch vì khi đó dòng điện vẫn không đổi nhưng không thể làm việc ở chế độ không tải . Trong thực tế nguồn dòng được tạo ra bằng cách mắc ở đầu ra một nguồn một chiều một điện cảm có giá trị đủ lớn, ngoài ra để tạo ra nguồn dòng người ta còn dùng một chỉnh lưu có điều khiển có mạch phản hồi dòng điện. 1.2.2.2. NGHỊCH LƯU ĐỘC LẬP: i) Nghịch Lưu Độc Lập Nguồn Dòng 1 Pha: Bài Giảng Môn Học ĐIỆN TỦ ỨNG DỤNG GVGD:Vũ Thế Đảng Trang 20 Trên sơ đồ mỗi SCR được điều khiển mở trong nửa chu kì như vậy điện áp một chiều E được luân phiên đặt lên mỗi nửa cuộn dây của máy biến áp. Kết quả là bên phía thứ cấp xuất hiện điện áp xoay chiều. Tụ điện C mắc song song với phụ tải ở bên phía sơ cấp máy bi